К изучению преступников Ч. Ломброзо один из первых применил антропометрический метод (см. Антропометрия). Задавшись целью выдвинуть на первый план изучение преступника, а не преступления, он исследовал различные физические и психические явления у большого числа преступников и таким образом выяснял природу «преступного человека», как особой разновидности людей. Исследования патологической анатомии, физиологии и психологии преступников позволили ему определить ряд признаков, отличающих, по мнению Ч. Ломброзо, прирожденного преступника от нормального человека. Руководствуясь этими признаками, он считал возможным не только установить тип преступного человека вообще, но даже отметить черты, присущие отдельным категориям преступников, напр., ворам, убийцам, насильникам и др.
Череп, мозг, нос, уши, цвет волос, татуировка, почерк, чувствительность кожи, психические свойства преступников подвергались наблюдению и измерению Ч. Ломброзо и его учеников. На основе этих данных делалось заключение, что в преступном человеке живут, в силу наследственности, психофизические особенности отдаленных предков. Выведенное отсюда родство преступного человека с дикарем обнаруживается особенно явственно в притуплённой чувствительности, в любви к татуировке, в неразвитости нравственного чувства, обусловливающей неспособность к раскаянию, в слабости интеллекта и даже в особом почерке, напоминающем иероглифы древних.
Эти признаки и даже основные взгляды Ч. Ломброзо на преступника менялись по мере углубления его исследований; обоснованная им атавистическая теория происхождения преступного человека не мешала ему видеть в последнем также проявление расстройств психики и эпилепсии.
Генезис преступности привел Ч. Ломброзо к заключению, что должна существовать аналогия между карательной деятельностью государства, охраняющего социальную жизнь, и теми реакциями, которые обнаруживают как животные, так и растения на испытываемые ими внешние воздействия. Он оперировал понятием преступления не как юридическим, условным, меняющимся во времени и месте, а как понятием, относящимся к неизменным явлениям природы, объясняя преступление личностью преступника и не разделяя юридический и антропологический подходы к этому явлению.